生產(chǎn)線(xiàn)嵌入式RFID終端讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)

一、研究背景及設(shè)計(jì)方案

RFID 是射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification)的英文縮寫(xiě)，射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它使用射頻電磁波通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))在閱讀器和要進(jìn)行識(shí)別、分類(lèi)和跟蹤的移動(dòng)物品（物品上附著有RFID 標(biāo)簽）之間實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。RFID 是一種自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，可以提供無(wú)人看管的自動(dòng)監(jiān)視與報(bào)告作業(yè)。

RFID 閱讀器的工作原理如下：閱讀器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼和相關(guān)信息被讀取器讀取并解碼后送回到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行有關(guān)處理，。識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。高性能的RFID 讀寫(xiě)器可以同時(shí)識(shí)別多個(gè)物體。

在工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)RFID 系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境復(fù)雜，各類(lèi)電磁干擾源非常多，采集點(diǎn)的數(shù)量多，而通常的RFID 讀寫(xiě)器，由于采用單片機(jī)為主控制器，運(yùn)算能力弱，本地不具備數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)能力，不具備較強(qiáng)的抗干擾能力，對(duì)后臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力要求較高，而在工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上，如果直接將所有采集點(diǎn)（通常多達(dá)數(shù)百點(diǎn)）所讀取的信息直接傳回服務(wù)器，由于要在服務(wù)器上進(jìn)行繁重的數(shù)據(jù)分析和干擾排除，過(guò)大的數(shù)據(jù)量和計(jì)算量很容易造成服務(wù)器端的信息堵塞，進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以現(xiàn)有的解決方案往往直接使用價(jià)格昂貴的工業(yè)PC 機(jī)完成前端工作，但這樣無(wú)疑大大增加了總體的部署成本。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路見(jiàn)圖（1）通過(guò)功能強(qiáng)大的RFID 嵌入式終端，直接在本地完成復(fù)雜的標(biāo)簽讀取，數(shù)據(jù)糾錯(cuò)，干擾排除，信息提取和數(shù)據(jù)保存等工作，僅將有效信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給后臺(tái)服務(wù)器，這樣就大大降低網(wǎng)絡(luò)通信的開(kāi)銷(xiāo)，降低了服務(wù)器的資源占用，從而提高了系統(tǒng)整體的運(yùn)行效率，提高了穩(wěn)定性，增加了業(yè)務(wù)的靈活性。

二、系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計(jì)

為了達(dá)到設(shè)計(jì)功能和環(huán)境需求，本系統(tǒng)底板采用了PCB 6 層設(shè)計(jì)，機(jī)殼加裝了電磁屏蔽網(wǎng)，另外專(zhuān)門(mén)配備了PCMCIA 接口用來(lái)外接RFID 讀寫(xiě)模塊，采用的主要元件如下：

① 微處理器（MPU）：針對(duì)終端需要高速運(yùn)算和數(shù)據(jù)庫(kù)操作的需要，并考慮到系統(tǒng)外圍設(shè)備的需求情況，本系統(tǒng)采用ARM9 核的SAMSUNG S3C2410 處理器。最高主頻可達(dá)203MHz。

② SDRAM 存儲(chǔ)部分：采用兩顆Hynix 公司的HY57V561620CT 內(nèi)存，大小為32M。

③ FLASH 存儲(chǔ)器：采用SAMSUNG 公司的K9F1208UOM Nand Flash，大小為64M。

④ RFID 閱讀器模塊：采用了WJ 公司的MPR6000 系列產(chǎn)品，PCMCIA 接口。

⑤ 網(wǎng)絡(luò)通信模塊：采用了Realtek 8039 芯片，支持10M/100M 網(wǎng)絡(luò)通信。